真实项目中 ThreadLocal 的妙用

Java虫手 2019-07-07 14:53:57

 

一、什么是 ThreadLocal

ThreadLocal 提供了线程的局部变量，每个线程都可以通过 set() 和 get() 来对这个局部变量进行操作，但不会和其他线程的局部变量冲突，实现了线程间的据隔离。

简单讲：一个获取用户的请求线程 A，如果向 ThreadLocal 填充变量 AValue（只能被线程 A 操作），该变量对其他获取用户的请求线程 B、C...是隔离的.

最简单的使用方式：

类似一次 HTTP 请求线程中，利用 ThreadLocal 存储 Cookie 对象，进行状态管理。set Cookie：

private ThreadLocal httpThreadLocal = new ThreadLocal();
httpThreadLocal.set("Cookie: sid=13420771402233")

上面存储格式是 String ，实际场景存储的是具体的对象。在这次 HTTP 请求过程中，任何时候都可以获取 Cookie 。获取方式很简单 get Cookie：

String cookieValue = (String) httpThreadLocal.get();

二、你熟悉的场景

2.1 数据库连接池

比如一次请求线程进来，业务 Dao 需要更新 user 表和 user-detail 表。如果是 new 出两个数据库 Connection ，分别不同的 Connection 操作 user 表和 user-detail 表，就无法保证事务。那么数据库连接池是如何保证的？

答案是：利用 ThreadLocal 存储唯一 Connection 对象。每次请求线程，pool.getConnection 获取连接的时候都会这样操作：

• 会从 ThreadLocal 获取 Connection 对象。如果有，则保证了后面多个数据库操作共用同一个 Connection ，从而保证了事务。
• 如果没有，往 ThreadLocal 新增Connection 对象，并返回到线程

错误的做法

public class XXXService {
 private Connection conn;
}

因为 conn 是线程不安全的。这样会导致多个请求共用一个连接。请求量很大的情况下，延迟各种。你懂。

因此，使用 ThreadLocal 保证每个请求线程的 Connection 是唯一的。即每个线程有自己的连接。

继续讲到 Spring 框架，在事务开始时，会给当前线程一个JdbcConnection, 在整个事务过程，都是使用该线程绑定的connection来执行数据库操作，实现了事务的隔离性。Spring框架里面就是用的ThreadLocal来实现这种隔离

2.2 HTTP Cookie

比如你访问百度、我访问百度，会有不同 Cookie 。而且你不能访问我的 Cookie，我也不能。顾名思义，使用 ThreadLocal 保证每个 HTTP 请求线程的 Cookie 是唯一的。

Cookie 这样才能做 Session 等状态管理。

三、实战场景

总结一下就是：ThreadLocal 可以让同一个线程中上下文之间数据共享

在上面章节 二、你熟悉的场景其实介绍了很多现有场景。那么我这边具体的实战场景是什么？

简单的例子：

适用满足这两个条件的场景：1.每个线程独有的一些信息，2.这些信息又会在多个方法或类中用到。

1. 一个请求线程，里面有两个异步小线程，各有一个方法。分别处理 A 或 B 业务
2. 一种方法是传递不可变的入参
3. 另一种就是 ThreadLocal，放在 ThreadLocal 的入参，会被各个方法共享。而且多个请求线程互不影响

复杂的例子：

一次发货操作：会根据入参，进行组件化、流程编排化。那么入参会被各个地方用到，而且有些流程组件是异步的（类似 new thread 操作的）。这时候可以定一个 XXContext 上下文：

public class XXContext {
 
 private static ThreadLocal<Map<Class<?>, Object>> context = new InheritableThreadLocal<>();
 
 /**
 * 把参数设置到上下文的Map中
 */
 public static void put(Object obj) {
 Map<Class<?>, Object> map = context.get();
 if (map == null) {
 map = new HashMap<>();
 context.set(map);
 }
 if (obj instanceof Enum) {
 map.put(obj.getClass().getSuperclass(), obj);
 } else {
 map.put(obj.getClass(), obj);
 }
 }
 
 /**
 * 从上下文中，根据类名取出参数
 */
 @SuppressWarnings("unchecked")
 public static <T> T get(Class<T> c) {
 Map<Class<?>, Object> map = context.get();
 if (map == null) {
 return null;
 }
 return (T) map.get(c);
 }
 
 /**
 * 清空ThreadLocal的数据
 */
 public static void clean() {
 context.remove();
 }
}

代码解析：

• 都是 static 操作，类似 DateUtil 玩法
• 记得每次请求线程后清理。可以 AOP 去清理，加个注解就行。因为同一个请求线程可能被业务方公用。

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